Αντλίες θερμότητας-όλες οι λεπτομέρειες

Αν και οι αντλίες θερμότητας  χρησιμοποιούνται εδώ και αρκετά χρόνια για την θέρμανση χώρων, η τεχνολογία τους και τα οικονομικά οφέλη που την συνοδεύουν παραμένουν άγνωστα στον περισσότερο κόσμο.

Το κόστος αγοράς μιας αντλίας θερμότητας είναι αρκετά υψηλό, το ίδιο όμως υψηλή είναι και η εξοικονόμηση που επιτυγχάνουμε με την χρήση της (υψηλότερη από όλες τις υπόλοιπες συσκευές θέρμανσης συμπεριλαμβανομένων των λεβήτων φυσικού αερίου) πράγμα που οδηγεί σε πολύ γρήγορη απόσβεση της απαιτούμενης επένδυσης.

Η εξοικονόμηση που μπορούμε να πετύχουμε με μια αντλία θερμότητας μπορεί να ξεπεράσει και το 60% σε σχέση με έναν σωστά ρυθμισμένο και συντηρημένο λέβητα πετρελαίου. Το ακριβές ποσοστό της εξοικονόμησης εξαρτάται βέβαια τόσο από τις τιμές αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας και πετρελαίου, όσο και από τα χαρακτηριστικά του χώρου μας, και η ακριβής εκτίμηση του μπορεί να γίνει μόνο από Μηχανολόγο Μηχανικό.

Στο άρθρο αυτό θα επιχειρήσουμε μια σφαιρική παρουσίαση των αντλιών θερμότητας και θα προσπαθήσουμε να δώσουμε απάντηση στις συχνότερες ερωτήσεις σχετικά με την φύση και την χρησιμότητα τους, που είναι :

Τι είναι οι αντλίες θερμότητας.

Αντλίες θερμότητας ονομάζουμε τις συσκευές που έχουν την ικανότητα να «αντλούν» υπάρχουσα ενέργεια από έναν χώρο και να την μεταφέρουν σε έναν άλλον.

Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές συσκευές παραγωγής ενέργειας (λέβητες πετρελαίου και φυσικού αερίου, ξυλολέβητες, ηλεκτρικές συσκευές θέρμανσης κ.λ.π.) όπου πληρώνουμε παραγωγή ενέργειας (η ενέργεια στις παραπάνω συσκευές παράγεται είτε από την χημική ενέργεια των ορυκτών καυσίμων είτε από μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμική), στις αντλίες θερμότητας συλλέγουμε και εκμεταλλευόμαστε ενέργεια που ήδη υπάρχει στο περιβάλλον, την μεταφέρουμε στον χώρο μας, και πληρώνουμε κόστος μεταφοράς (που είναι πολύ χαμηλότερο) και όχι παραγωγής.

Αν και είναι δύσκολο να καταλάβει κανείς πως είναι δυνατόν να συλλέξουμε την ενέργεια από το κρύο περιβάλλον και να την μεταφέρουμε στο σπίτι μας, εντούτοις οι αντλίες θερμότητας κάνουν ακριβώς αυτό, συλλέγουν δηλαδή την (δυσεύρετη) ενέργεια που υπάρχει στο ψυχρό περιβάλλον, και την μεταφέρουν μέσα στο σπίτι μας.

Το αντίθετο συμβαίνει κατά την θερινή λειτουργία (όπου το ζητούμενο είναι να ψύξουμε τον χώρο μας), τότε δηλαδή οι αντλίες θερμότητας μεταφέρουν την θερμική ενέργεια που υπάρχει συσσωρευμένη στο χώρο μας και την απορρίπτουν στο περιβάλλον (δροσίζοντας έτσι το εσωτερικό του χώρου μας).

Τυπικό είδος αντλίας θερμότητας είναι το γνωστό μας κλιματιστικό, το οποίο κατά τη χειμερινή λειτουργία αντλεί θερμότητα από το ψυχρό περιβάλλον και την μεταφέρει στο σπίτι μας για να το θερμάνει, και το καλοκαίρι αντλεί θερμότητα από το θερμό σπίτι μας και την αποβάλλει στο περιβάλλον για να δροσίσει τον χώρο μας.

Ενεργειακή απόδοση και κατανάλωση ρεύματος αντλίας θερμότητας

Όπως αναφέραμε παραπάνω, στις αντλίες θερμότητας πληρώνουμε κόστος μεταφοράς και όχι παραγωγής ενέργειας. 

Το κόστος μεταφοράς είναι ποσοστό του κόστους της μεταφερόμενης ενέργειας και μετράται με τη βοήθεια του δείκτη COP (για την θέρμανση) και του δείκτη (EER) για την ψύξη.

Και οι δύο δείκτες ορίζονται με το κλάσμα  μεταφερόμενη ενέργεια / καταναλισκόμενη ενέργεια

Όταν δηλαδή λέμε ότι μια αντλία θερμότητας έχει δείκτη COP 3, αυτό σημαίνει ότι για κάθε μια κιλοβατώρα που καταναλώνει η συσκευή, μεταφέρουμε 3 κιλοβατώρες ενέργειας.

Οι δείκτες αυτοί είναι στιγμιαίοι και αναφέρονται σε συγκεκριμένες συνθήκες θερμοκρασίας περιβάλλοντος, θερμοκρασίας χώρου και θερμοκρασίας νερού. Για να είναι συγκρίσιμοι μεταξύ μοντέλων και κατασκευαστών, μετρώνται σε πρότυπες συνθήκες που έχουν τυποποιηθεί από τον οργανισμό Eurovent.

Εκτός από τους παραπάνω στιγμιαίους δείκτες χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση και ενεργειακή κατάταξη των αντλιών θερμότητας και οι δείκτες SCOP και SEER (Seasonal = εποχιακοί δείκτες απόδοσης) που χαρακτηρίζονται σαν «ετήσιος βαθμός απόδοσης» σε θέρμανση και σε ψύξη αντίστοιχα.

Όταν λέμε ότι μια αντλία έχει ετήσιο βαθμό απόδοσης SCOP 4, αυτό σημαίνει ότι μέσο όρο στη διάρκεια μιας χρονιάς, η αντλία αυτή θα καταναλώνει 1kWh και θα αποδίδει 4kWh στον χώρο μας.

Στη χώρα μας που ανήκει στην «θερμή ζώνη», οι εποχιακοί δείκτες είναι μεγαλύτεροι του 4. Το πόσο ακριβώς μεγαλύτεροι εξαρτάται από το μοντέλο και τη μάρκα του κατασκευαστή.

Κόστος αγοράς και εγκατάστασης

Το κόστος αγοράς μιας αντλίας θερμότητας ποικίλει, και εξαρτάται κυρίως από τον τύπο (monoblock, split ή High temperature που θα δούμε παρακάτω), την ισχύ του μηχανήματος και φυσικά από τον κατασκευαστή που θα επιλέξουμε.

Οι αντλίες θερμότητας χαμηλού κόστους κατασκευάζονται ως επί το πλείστον στην Κίνα, και αν δεν φέρουν το όνομα κάποιου γνωστού κατασκευαστή (Gree, Midea), κινδυνεύουμε σε περίπτωση βλάβης να μείνουμε από ανταλλακτικά ή να μην μπορούμε να βρούμε τεχνικό που να γνωρίζει καλά το μηχάνημα ώστε να μπορέσει να το επισκευάσει.

Τα κορυφαία μοντέλα της αγοράς (Hitachi, Toshiba, Daikin) από την άλλη, είναι μεν ακριβότερα, αλλά εκτός από υψηλή αξιοπιστία, μας παρέχουν την σιγουριά ότι θα υπάρχουν διαθέσιμα ανταλλακτικά και τεχνικοί που να γνωρίζουν τα μηχανήματα για πολλά χρόνια μετά την εγκατάσταση τους.

Οι τιμές των αντλιών θερμότητας ξεκινούν από 2.500 € περίπου για τα φθηνά κινέζικα μοντέλα και μπορεί να φθάσουν και τις 10.000€ για τα ακριβότερα μοντέλα υψηλών θερμοκρασιών και μεγάλης ισχύος των κορυφαίων κατασκευαστών.  

Η τιμή της εγκατάστασης επίσης ποικίλει ανάλογα με τον τύπο της αντλίας, την γεωμετρία του σπιτιού, και τις εφαρμογές που θέλουμε να αξιοποιήσουμε (θέρμανση ζεστού νερού χρήσης, θέρμανση πισίνας κ.λ.π.)

Το φθηνότερο κόστος εγκατάστασης το έχουν οι αντλίες θερμότητας monoblock, ειδικά όταν τις συνδέουμε μόνο στο δίκτυο θέρμανσης. Το κόστος αυτό κυμαίνεται ανάμεσα στα 700 και 1000€ ανάλογα με το σημείο τοποθέτησης της αντλίας και την απόσταση της από τους συλλέκτες του σπιτιού.

Το κόστος εγκατάστασης των αντλιών θερμότητας τύπου split και high temperature είναι μεγαλύτερο γιατί προστίθεται το κόστος κατασκευής της ψυκτικής σωλήνας που συνδέει το εξωτερικό μηχάνημα με την εσωτερική υδραυλική μονάδα.  Το επιπλέον αυτό κόστος εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ εσωτερικής και εξωτερικής μονάδας και κυμαίνεται ανάμεσα στα 300 και τα 700€.

Για να αξιοποιήσουμε την λειτουργία θέρμανσης ζεστού νερού χρήσης, θα πρέπει σε όλες τις περιπτώσεις να προστεθεί ένα δοχείο θέρμανσης ζεστού νερού χρήσης και μια τρίοδη βάνα μεταγωγής που έχουν κόστος από 700 μέχρι και 1500 ευρώ ανάλογα με το μέγεθος του δοχείου και την δυσκολία εγκατάστασης.

Τα πλεονεκτήματα των αντλιών θερμότητας

Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της αντλίας θερμότητας σε σχέση με όλες τις υπόλοιπες συσκευές θέρμανσης είναι η πολύ χαμηλή κατανάλωση κατά τη λειτουργία της.

Για να αντιληφθούμε το μέγεθος της οικονομίας που επιτυγχάνουμε με την αντλία θερμότητας, θα χρησιμοποιήσουμε σαν παράδειγμα μια κατοικία που απαιτεί ετησίως 10.000kWh για την θέρμανση της.

Για να θερμάνουμε την κατοικία αυτή με λέβητα πετρελαίου θα χρειαστούμε περίπου 1.200 λίτρα πετρελαίου για ολόκληρη τη χειμερινή σαιζόν.  Το πετρέλαιο αυτό θα μας στοιχίσει 1.200 lt x 0.90 € / lt (μέση περυσινή τιμή) = 1080 ευρώ.

Το αντίστοιχο κόστος θέρμανσης με την αντλία θερμότητας θα είναι 10.000kWh / 4 = 2.500kWh x 0.22€/kWh = 550€ ετησίως

Η εξοικονόμηση που επιτυγχάνουμε είναι της τάξης του 50%, ενώ στην παραπάνω ανάλυση δεν συμπεριλάβαμε την δυνατότητα χρήσης νυχτερινού ρεύματος.

Ο ισχυρισμός ότι οι αντλίες θερμότητας επιτυγχάνουν 80% οικονομία ισχύει μόνο στην περίπτωση που η αντλία αντικαθιστά έναν παλιό και κακορυθμισμένο λέβητα πετρελαίου όπου η μεγάλη κατανάλωση δεν οφείλεται μόνο στο ακριβό καύσιμο, αλλά και στην πολύ κακή απόδοση του λέβητα.

Εκτός από την μεγάλη οικονομία, οι αντλίες θερμότητας προσφέρουν μια σειρά από άλλα πλεονεκτήματα, όπως:

Δεν απαιτείται χώρος λεβητοστασίου

Απαιτούν ελάχιστη συντήρηση

Είναι οι πιο φιλικές συσκευές θέρμανσης για το περιβάλλον

Προσαρμόζουν την ισχύ τους ανάλογα με τις συνθήκες και τις ανάγκες του χώρου.

Διαθέτουν πάρα πολλές ενσωματωμένες λειτουργίες

Πως λειτουργούν οι αντλίες θερμότητας

Όλοι οι τύποι των αντλιών θερμότητας που θα εξετάσουμε παρακάτω, λειτουργούν με την αρχή του ψυκτικού κύκλου, στον οποίο ένα ψυκτικό μέσο (κοινώς αποκαλούμενο φρέον) συμπιέζεται σε έναν συμπιεστή και εκτονώνεται σε μια εκτονωτική βαλβίδα. 

Το ψυκτικό αυτό υγρό κατά την συμπίεση του απορροφά ενέργεια, την οποία αποβάλλει κατά την εκτόνωση του.

Αυτή η συνεχής απορρόφηση (από μια δεξαμενή ενέργειας – συνήθως το περιβάλλον) και αποβολή (συνήθως στον αέρα του χώρου μας ή σε μια δεξαμενή νερού) είναι η αιτία της μεταφοράς ενέργειας από τον έναν χώρο στον άλλον.

Τα είδη των αντλιών θερμότητας

Αντλίες θερμότητας αέρα/αέρα

Είναι τα γνωστά μας κλιματιστικά που αναφέραμε παραπάνω τα οποία αντλούν την ενέργεια από τον αέρα του περιβάλλοντος και την μεταφέρουν στον αέρα του χώρου μας.

Αντλίες θερμότητας αέρα / νερού

Οι αντλίες θερμότητας αέρα / νερού λειτουργούν ακριβώς όπως τα κλιματιστικά, αντί όμως να μεταφέρουν την ενέργεια κατ΄ευθείαν στον αέρα του χώρου μας, την μεταφέρουν σε νερό το οποίο κυκλοφορεί στο σπίτι μας και μας ζεσταίνει είτε μέσω κλασσικών θερμαντικών σωμάτων καλοριφέρ, είτε μέσω fan coils (θερμαντικών σωμάτων με ανεμιστήρα) είτε στην ενδοδαπέδια θέρμανση.

Αντλίες θερμότητας νερού / νερού

Πρόκειται για αντλίες οι οποίες αντλούν την ενέργεια από νερό (είτε μέσω γεώτρησης, είτε από την θάλασσα, λίμνη ή ποτάμι) και την αποδίδουν σε νερό που όπως και προηγουμένως μας θερμαίνει μέσω θερμαντικών σωμάτων ή ενδοδαπέδιας θέρμανσης.

Οι αντλίες αυτές ονομάζονται και γεωθερμικές, αν και ο όρος γεωθερμία παραπέμπει σε άλλου είδους ενεργειακές εφαρμογές όπου εκμεταλλευόμαστε την υπάρχουσα ενέργεια θερμών υπόγειων υδάτων.

Εφαρμογές των αντλιών θερμότητας

Θέρμανση χώρων

Κατά τη χειμερινή τους λειτουργία, οι αντλίες θερμότητας αντλούν την ενέργεια από το ψυχρό περιβάλλον και την μεταφέρουν στον θερμότερο χώρο μας, διατηρώντας έτσι ή αυξάνοντας την θερμοκρασία στο εσωτερικό του σπιτιού.

Ψύξη χώρων

Κατά τη καλοκαιρινή λειτουργία, οι αντλίες θερμότητας αντλούν την ενέργεια από το εσωτερικό του χώρου μας και την μεταφέρουν στον θερμότερο περιβάλλον, διατηρώντας έτσι το σπίτι μας δροσερό.

Απαραίτητη προϋπόθεση για την δυνατότητα ψύξης είναι η αντλία να είναι συνδεδεμένη είτε με ενδοδαπέδιο σύστημα (ενδοδαπέδιος δροσισμός) είτε με μονάδες ανεμιστήρα στοιχείου (fan coils).  Δεν είναι δυνατή η λειτουργία ψύξης με κλασσικά θερμαντικά σώματα.

Θέρμανση ζεστού νερού χρήσης

Η σύνδεση μιας αντλίας θερμότητας με μπόιλερ ζεστού νερού χρήσης, καθιστά δυνατή τη θέρμανση ΖΝΧ με την χρήση της αντλίας θερμότητας.

Η σύνδεση αυτή μπορεί να γίνει είτε σε συνδυασμό με σύστημα θέρμανσης (οπότε η αντλία θερμότητας λειτουργεί τόσο για να θερμάνει τόσο τον χώρο μας όσο και το νερό χρήσης) είτε αποκλειστικά για την θέρμανση ζεστού νερού χρήσης.

Αυτή η τελευταία εφαρμογή των αντλιών θερμότητας παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον ειδικά σε ξενοδοχειακές μονάδες, και δίνει λύση σε ένα μεγάλο πρόβλημα των ξενοδοχείων, το υψηλό δηλαδή κόστος παραγωγής ζεστού νερού χρήσης.

Η εφαρμογή αυτή μάλιστα σε καλοκαιρινά καταλύμματα δίνει ακόμη καλύτερα αποτελέσματα, αφού είναι πολύ «εύκολο» να μεταφέρει η αντλία θερμότητας την ενέργεια από το ήδη ζεστό περιβάλλον στο δοχείο θέρμανσης ΖΝΧ.

Η λειτουργία θέρμανσης ΖΝΧ το καλοκαίρι μπορεί και γίνεται με συντελεστές COP που φτάνουν και το 8 ! δηλαδή για κάθε μια kWh που καταναλώνουμε, μεταφέρουμε στο δοχείο ΖΝΧ 8kWh !  πράγμα που οδηγεί σε εντυπωσιακά αποτελέσματα όσον αφορά στο κόστος θέρμανσης ΖΝΧ κατά τους καλοκαιρινούς μήνες.

Τύποι οικιακών αντλιών θερμότητας

Σε όλους σχεδόν τους κατασκευαστές , υπάρχουν διαθέσιμα τα ακόλουθα μοντέλα:

1.   Αντλίες θερμότητας τύπου MonoBlock

2.   Αντλίες θερμότητας τύπου Split

3.   Αντλίες θερμότητας Υψηλών θερμοκρασιών (High temperature)

Ο όρος monoblock χρησιμοποιείται για να περιγράψει μηχανήματα στα οποία όλα τα μέρη της συσκευής βρίσκονται εγκατεστημένα σε ένα ενιαίο κέλυφος, το οποίο μοιάζει με μεγάλου μεγέθους εξωτερική μονάδα κλιματιστικού.

Στις αντλίες monoblock συνδέονται απ’ ευθείας οι σωλήνες νερού που κυκλοφορούν το νερό στα θερμαντικά σώματα, τα fan coils ή το δίκτυο της ενδοδαπέδιας θέρμανσης, χωρίς να παρεμβάλεται άλλο στοιχείο.

Σε αντίθεση με τα μοντέλα monoblock, στα μοντέλα split τα στοιχεία της συσκευής είναι διαχωρισμένα, με τον συμπιεστή να βρίσκεται στην εξωτερική μονάδα και τον εναλλάκτη και τον κυκλοφορητή του νερού να βρίσκονται στην εσωτερική.

Στα μοντέλα split, η εσωτερική μονάδα ονομάζεται «υδραυλική μονάδα» (hydraulic unit) και εκεί είναι που συνδέονται οι σωλήνες σύνδεσης με τα θερμαντικά σώματα – fan coils – ενδοδαπέδιας θέρμανσης.

Τα μοντέλα split χρησιμοποιούνται όταν είναι δύσκολη η τοποθέτηση αντλίας θερμότητας monoblock κοντά στο σημείο όπου καταλήγουν οι κεντρικές σωληνώσεις του σπιτιού.

Αν για παράδειγμα θέλουμε να αντικαταστήσουμε έναν λέβητα πετρελαίου στο υπόγειο μιας μονοκατοικίας με αντλία θερμότητας αλλά δεν είναι δυνατή η τοποθέτηση αντλίας monoblock έξω από το παλαιό λεβητοστάσιο (λόγω π.χ. έλλειψης χώρου), θα προτιμήσουμε την εγκατάσταση μιας αντλίας split ώστε να εγκαταστήσουμε την υδραυλική μονάδα μέσα στο παλιό λεβητοστάσιο και την εξωτερική όπου επιθυμούμε, χωρίς να διατρέχουμε τον κίνδυνο να παγώσουν οι σωλήνες του νερού

Κατά τα άλλα, και σε αντίθεση με όσα λέγονται από πολλούς επαγγελματίες, οι αντλίες split δεν παρουσιάζουν κανένα άλλο πλεονέκτημα σε σχέση με τις αντλίες monoblock, το αντίθετο, είναι αρκετά ακριβότερες ενώ παρουσιάζουν τα ίδια ενεργειακά χαρακτηριστικά, οπότε θα πρέπει να τις επιλέγουμε μόνον όταν πρέπει.

Τέλος, όσον αφορά στις αντλίες θερμότητας υψηλών θερμοκρασιών, ελάχιστη εφαρμογή βρίσκουν αυτές στη χώρα μας.

Πρόκειται για συσκευές οι οποίες έχουν σχεδιαστεί για κλίματα πολύ πιο κρύα από της Ελλάδας, και η επιλογή τους θα πρέπει να γίνεται μόνον όταν δεν μπορούμε να κάνουμε διαφορετικά.

Δυστυχώς δεν είναι λίγοι οι επαγγελματίες που προτείνουν την αγορά αντλίας θερμότητας υψηλών θερμοκρασιών στους υποψήφιους πελάτες τους, κυρίως λόγω της έλλειψης εμπειρίας στην επιλογή και εγκατάσταση αντλιών θερμότητας.

Οι «επαγγελματίες» αυτοί, διασπείρουν ένα σωρό ανακρίβειες και ανοησίες περί «βελτιωμένου βαθμού απόδοσης» και «σίγουρης λύσης σε πολύ κρύους χειμώνες» και τις προτείνουν αδιακρίτως όταν το ζητούμενο είναι η αντικατάσταση λέβητα σε υφιστάμενες κατοικίες.

Οι αντλίες υψηλών θερμοκρασιών διαθέτουν συνήθως δύο ψυκτικούς κύκλους, είναι πολύ ακριβότερες στην αγορά τους (πράγμα που σημαίνει ότι η απόσβεση θα έρθει σε πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα) και καταναλώνουν περισσότερο ρεύμα στη λειτουργία τους, ειδικά αν είναι υπερδιαστασιολογημένες.

Οι οικιακές αντλίες θερμότητας είναι συσκευές inverter και καταναλώνουν ελάχιστο ρεύμα όταν λειτουργούν συνεχώς σε χαμηλές στροφές.  Αντιθέτως, κατά την εκκίνηση τους απορροφούν μέχρι και 16 φορές το ονομαστικό τους ρεύμα, πράγμα που σημαίνει ότι μια μεγάλη σε ισχύ αντλία θερμότητας υψηλών θερμοκρασιών, θα καταναλώνει πολύ περισσότερο ρεύμα από μια χαμηλών.

Ο μύθος επίσης ότι «όταν έχουμε καλοριφέρ πρέπει να εγκαταστήσουμε αντλία θερμότητας υψηλών θερμοκρασιών» επαναλαμβάνεται από «επαγγελματίες» που δεν μπαίνουν στον κόπο να ελέγξουν την απόδοση των υφιστάμενων θερμαντικών σωμάτων στις χαμηλές θερμοκρασίες των απλών αντλιών θερμότητας , αλλά προτείνουν τις αντλίες υψηλών θερμοκρασιών «για να έχουν το κεφάλι τους ήσυχο».

Inverter ή on/off αντλία θερμότητας;

Ανάλογα με τον τρόπο που λειτουργούν, οι αντλίες θερμότητας μπορεί να είναι τύπου inverter, ή on/off.

Η διαφορά των 2 τύπων, είναι ότι η αντλίες τύπου inverter, διαθέτουν έναν μηχανισμό που τους επιτρέπει να αυξομειώνουν τις στροφές του συμπιεστή τους (και άρα να προσαρμόζουν την ισχύ τους ανάλογα με τις ανάγκες του χώρου) ενώ οι αντλίες On/off δεν διαθέτουν τέτοιον μηχανισμό, και λειτουργούν σε πλήρη ισχύ μέχρις ότου επιτευχθεί ο στόχος (η θέρμανση ή η ψύξη του χώρου μας), οπότε σταματούν (off) και επανεκκινούν (on) όταν η θερμοκρασία του χώρου αποκλίνει και πάλι από την επιθυμητή.

Οι αντλίες τύπου inverter έχουν καλύτερους βαθμούς απόδοσης και διαθέτουν προηγμένα χαρακτηριστικά σε σχέση με τις on/off, είναι όμως και ακριβότερες, οπότε ο χρόνος απόσβεσης της επένδυσης μας είναι σχεδόν ο ίδιος.

Εφόσον εγκατασταθούν σωστά, οι αντλίες θερμότητας τύπου on/off λειτουργούν άψογα και επιτυγχάνουν μεγάλη οικονομία σε σχέση με άλλες συσκευές θέρμανσης, ενώ υπάρχουν εφαρμογές (όπως η θέρμανση πισίνας) όπου η διαφορά στο ετήσιο κόστος λειτουργίας σε σχέση με τις αντλίες inverter είναι ελάχιστη και δεν δικαιολογεί το επιπλέον κόστος για την αγορά αντλίας τύπου inverter.   

Αν μιλάμε όμως για θέρμανση κατοικίας, τότε είναι σαφώς προτιμότερη η αγορά μιας αντλίας inverter, καθώς η διαφορά στο ετήσιο κόστος λειτουργίας είναι μεγάλη και αποσβαίνεται πολύ γρήγορα.

Επιλογή μεγέθους αντλίας θερμότητας

Στις αντλίες θερμότητας, το ρητό που λέει "το μεγάλο γίνεται μικρό", δεν ισχύει, και η επιλογή μιας αντλίας με ισχύ πολύ μεγαλύτερη από την απαιτούμενη, έχει σαν αποτελέσματα αυξημένο κόστος για την αγορά της αντλίας θερμότητας, μεγαλύτερο χρόνο απόσβεσης της επένδυσης, μεγαλύτερη κατανάλωση ρεύματος, και μεγαλύτερη μηχανική καταπόνηση του μηχανήματος από τα συνεχή ξεκινήματα και σταματήματα.

Είναι πολύ σημαντικό λοιπόν να επιλέξουμε το σωστό μέγεθος αντλίας, που θα καλύψει τις ανάγκες μας στις πιο κρύες μέρες του χειμώνα, αλλά θα μπορεί να λειτουργεί σε χαμηλές στροφές όταν οι ανάγκες του σπιτιού σε ενέργεια είναι μικρότερες (στην αρχή και το τέλος της σαιζόν) χωρίς να σταματά και να ξεκινά συνεχώς η αντλία.

Η επιλογή του μεγέθους γίνεται από τον τεχνικό κατάλογο του κατασκευαστή και απαιτεί υπολογισμό των θερμικών απωλειών του χώρου μας.

Για να στεφθεί λοιπόν η επένδυση μας με επιτυχία, θα πρέπει να απευθυνθούμε σε μηχανολόγο μηχανικό, ο οποίος θα υπολογίσει τις θερμικές απώλειες του σπιτιού μας και θα μας προτείνει το σωστό μέγεθος αντλίας θερμότητας.

Περισσότερες λεπτομέρειες για την επιλογή μεγέθους, θα βρείτε  εδώ

Θέρμανση ζεστού νερού χρήσης με αντλία θερμότητας.

Ένα σημείο που πρέπει να προσεχθεί ιδιαίτερα κατά τον σχεδιασμό μιας εγκατάστασης με αντλία θερμότητας, είναι η επιλογή του σωστού τύπου και μεγέθους δοχείου θέρμανσης ζεστού νερού χρήσης. 

Οι αντλίες θερμότητας απαιτούν ειδικά σχεδιασμένα δοχεία θέρμανσης ΖΝΧ, τα οποία διαθέτουν εναλλάκτη θερμότητας (σερμπαντίνα) πολύ μεγαλύτερο σε μήκος και διατομή από τα κοινά μπόιλερ που χρησιμοποιούμε στις εγκαταστάσεις με λέβητα.

Ο ειδικός αυτός σχεδιασμός απαιτείται λόγω της χαμηλότερης θερμοκρασίας λειτουργίας των αντλιών θερμότητας (55~60oC) σε σχέση με τους λέβητες (~80οC) ώστε να είναι δυνατή η εναλλαγή ενέργειας και στις χαμηλές αυτές θερμοκρασίες.

Από τον παραπάνω κανόνα εξαιρούνται οι αντλίες θερμότητας υψηλών θερμοκρασιών που δεν απαιτούν ειδικό εναλλάκτη για τη λειτουργία τους.

Αν όμως μια αντλία χαμηλών θερμοκρασιών συνδεθεί σε κοινό μπόιλερ, το πιο πιθανό είναι ότι η αντλία αυτή θα σταματά την λειτουργία της κάθε λίγο και λιγάκι, θα εμφανίζει σφάλμα στην οθόνη της και θα απαιτεί χειροκίνητη επανεκίνηση.

Αντλίες θερμότητας και δοχεία αδρανείας

Για να λειτουργήσει σωστά μια αντλία θερμότητας σε θέρμανση και ψύξη, απαραίτητη προϋπόθεση είναι να υπάρχει στο δίκτυο του νερού μια ελάχιστη ποσότητα νερού.

Η ποσότητα νερού αυτή καθορίζεται στο εγχειρίδιο εγκατάστασης του κατασκευαστή και για τις οικιακές αντλίες θερμότητας κυμαίνεται μεταξύ 65 και 90 λίτρων.

Είναι απαραίτητο ο εγκαταστάτης να ελέγξει την ποσότητα του νερού στο δίκτυο θέρμανσης (θερμαντικά σώματα, σωληνώσεις κ.λ.π.) και να προσθέσει ένα (μικρό συνήθως) δοχείο για να συμπληρώσει την απαραίτητη ποσότητα νερού στο δίκτυο.

Στις inverter αντλίες θερμότητας η απαίτηση της ελάχιστης ποσότητας νερού έχει να κάνει με την λειτουργία της ψύξης, και είναι απαραίτητη μόνο όταν η αντλία θερμότητας λειτουργεί και σε ψύξη, αφού συνήθως ο όγκος νερού στα fan coils είναι πολύ μικρός και η αντλία θερμότητας παγώνει γρήγορα το νερό.

Η σύνδεση των αντλιών θερμότητας τύπου inverter σε μεγάλα δοχεία αδρανείας (π.χ. 500-1000lt) είναι απαράδεκτη, επιβαρύνει την λειτουργία της αντλίας θερμότητας με περιττό έργο και την αναγκάζει να λειτουργεί σε μεγαλύτερες θερμοκρασίες προσαγωγής, πράγμα που αυξάνει την κατανάλωση της.

Δυστυχώς είναι σύνηθες φαινόμενο σε περίπλοκες εγκαταστάσεις όπου η αντλία θερμότητας συνδυάζεται με λέβητα πετρελαίου (σαν backup πηγή) ή συστήματα ηλιοθερμίας να συνδέεται η αντλία σε πολύ μεγάλο δοχείο αδρανείας συνήθως κοινό με τις άλλες πηγές ενέργειας.

Τέτοιες εγκαταστάσεις εμφανίζουν αυξημένη κατανάλωση ρεύματος, μεγάλη αδράνεια στην απόδοση της θερμότητας και πρόωρη φθορά της αντλίας θερμότητας.

Λάθη στις εγκαταστάσεις αντλιών θερμότητας

Τα συχνότερα λάθη που γίνονται στην επιλογή και εγκατάσταση των αντλιών θερμότητας, είναι:

1.   Υπερδιαστασιολόγηση της αντλίας θερμότητας που οδηγεί όπως είπαμε σε αυξημένη κατανάλωση και φθορά της συσκευής.

2.   Υποδιαστασιολόγηση της αντλίας θερμότητας που οδηγεί σε αυξημένη κατανάλωση και αδυναμία θέρμανσης του χώρου μας σε χαμηλές θερμοκρασίες.

3.   Σύνδεση της συσκευής σε μεγάλου όγκου δοχείο αδρανείας.

4.   Σύνδεση της συσκευής με κοινό θερμοστάτη χώρου και όχι με την μονάδα ελέγχου της αντλίας. Η εγκατάσταση αυτή έχει σαν αποτέλεσμα να μην εκμεταλλευόμαστε όλες τις δυνατότητες της συσκευής μας, να την δουλεύουμε σε μόνιμη υψηλή θερμοκρασία χωρίς αντιστάθμιση, με συνέπεια υψηλή κατανάλωση ρεύματος και καταπόνηση της συσκευής.

5.   Κακή ρύθμιση των παραμέτρων λειτουργίας της συσκευής.  Οι αντλίες θερμότητας είναι συσκευές υψηλής τεχνολογίας με πάρα πολλές δυνατότητες όσον αφορά στη ρύθμιση της συμπεριφοράς τους και της λειτουργίας τους.  Κακές ρυθμίσεις μπορεί να οδηγήσουν σε υψηλές καταναλώσεις, συχνές εκκινήσεις και κακή απόδοση.

6.   Μη τοποθέτηση φίλτρου στην επιστροφή της συσκευής.  Η τοποθέτηση φίλτρου είναι απαραίτητη για να προστατευθεί ο εναλλάκτης νερού από σκουπίδια και βρωμιά που θα επικαθίσουν εσωτερικά του εναλλάκτη, και θα μειώσουν την απόδοση του με πιθανή συνέπεια σοβαρή βλάβη στο μηχάνημα, ή σταμάτημα της λειτουργίας του μέχρι να καθαριστεί ο εναλλάκτης.

7.   Λάθος σημείο τοποθέτησης της εξωτερικής μονάδας.  Η εξωτερική μονάδα των αντλιών θερμότητας θα πρέπει να τοποθετείται σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή, τηρώντας τις αποστάσεις μπροστά και πίσω από το μηχάνημα ώστε να μην εμποδίζεται η ελεύθερη ροή του αέρα.

8.   Κακή στήριξη της εξωτερικής μονάδας χωρίς ελαστικά ηχοαπορροφητικά παρεμβύσματα μπορεί να δημιουργήσει υδραυλικό ή άλλο θόρυβο, ή ακόμη χειρότερα βλάβη στη συσκευή αν αυτή πέσει από τη βάση της.

Συμπεράσματα

Οι αντλίες θερμότητας είναι συσκευές οι οποίες είναι ακριβές στην αγορά τους αλλά πολύ οικονομικές στη λειτουργία τους.

Σύμφωνα με μελέτη του Εθνικού Μετσόβειου Πολυτεχνείου η απόσβεση του επι πλέον κόστους αγοράς μιας αντλίας θερμότητας αποσβαίνεται κατά μέσο όρο σε 5 χρόνια περίπου.  Μετά την πάροδο του χρόνου απόσβεσης, ο καταναλωτής απολαμβάνει  υψηλής ποιότητας θέρμανση με πολύ λίγα έξοδα.

Για όποιον λοιπόν μπορεί να διαθέσει τα επι πλέον χρήματα η αντλία θερμότητας αποτελεί μαζί με το φυσικό αέριο (που έχει χαμηλότερο κόστος εγκατάστασης) την καλύτερη επιλογή για τη θέρμανση της κατοικίας ή του επαγγελματικού χώρου.

Εφόσον ο καταναλωτής εκμεταλλευθεί την επιδότηση του προγράμματος «εξοικονομώ», το κόστος αγοράς και εγκατάστασης μιας αντλίας θερμότητας αποσβαίνεται σε 2 με 3 χρόνια ανάλογα με το ποσοστό επιδότησης και το μέγεθος της εγκατάστασης, πράγμα που καθιστά την επιλογή της αντλίας θερμότητας ακόμη πιο συμφέρουσα και δελεαστική.

Γρηγόρης Μοναχός

Διπλ. Μηχανολόγος Μηχανικός Α.Π.Θ.

πηγή:http://www.aenaos-sa.gr